浅谈三相笼式异步电动机启动方法的选用
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摘 要：笼式电动机的起动方法及起动设备在具体选用时应综合考虑其可靠性、前瞻性和经济实用性等诸方面，要取长补短有所侧重，这样才能发挥出笼式电动机的最佳效能，提高生产效率和产品质量。
中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1006-3315(2012)06-125-001
电动机的启动是指电动机从接入电网开始转动起到达正常运转为止的这一过程。三相笼式异步电动机(以下简称笼式电动机)因具有结构简单、运行可靠、维修方便、价格便宜以及惯性小等优点而被广泛采用。但是其启动电流大，对电网的影响和对工作机械的冲击力都很大，因而有时有必要采取一些技术措施，对启动电流和冲击力加以有效控制，实现比较平稳的启动。下面我们仅就笼式电动机启动方法的选用做一些探讨。
一、笼式电动机直接启动方法的应用
所谓直接启动即是将电动机定子绕组直接接到额定电压的电网上来启动电动机，又叫全压启动。直接启动转矩大、启动迅速、启动方式简单、可靠，所需成本和维护费用低。一般功率10KW以下的笼式电动机通常采用之。电动机能否在电源容量充许的条件下全压启动，也可根据下面的经验公式确定。
1sT/IN≤3/4+S/4P
式中1ST电动机全压启动电流(入)
1N——电动机全压的额定电流(A)
S——电源变压器的容量(kVA)
P——电动机的额定功率(kW)
所以，如果电网容量许可，被拖动的机械生产工艺等方面许可，启动又不太频繁，我们应首先考虑选用直接启动方法。其常用电气控制设备有刀开关、组合开关(包括倒顺开关)、万能转换开关、自动空气断路器、磁力启动器、按钮接触器等。
二、笼式电动机降压启动方法的应用
电动机启动电流过大时会造成：
（1）使线路上压降增加。造成末端电压下降，末端电压下降会影响其他用电设备用电，同时影响本身启动。
（2）使线路损耗增加，使电动机绕线铜损增加，造成电动机过热，减少电动机使用寿命
（3）使电动机绕线端部受的电动力增加，严重时会发生变形，使电动机接线板上接线端子发热增加，因为启动电流大，加上接线端子电阻本来相对也大，所以发热就会增加。严重时会烧坏接线端子烧坏接线板，另外，接线板的接线端子之间电动力也会因启动电流大而增大，严重时会损坏接线端子或使接线端子变形。
为了防止电动机启动电流过大，常利用启动设备将电源电压适当降低后加到电动机定子绕线上启动。以限制电动机的启动电流，待电动机转速升高到接近额定转速时，再使电动机定子绕组上的电压恢复到额定值，这种启动过程称为降压启动。
降压启动是指电动机在启动时降低加在定子绕组上的电压，启动结束时再加额定电压运行的启动方式。一般降压启动LST控制在IN的2-3倍(全压启动时1ST为IN的4-7倍)。降压启动所需设备价格不高，能降低电动机启动电流，减小对电网的冲击，延长电动机绝缘的寿命。但同时也带来一些问题：笼式电动机的转矩与电压的平方成正比，降压启动时电动机的转矩减小较多;电动机的机械特性与负载转矩特征不能比较好的匹配，达不到启动的最佳状态:配线较多维护成本高。通常此启动方法适用于笼式电动机空载或轻载启动。
降压启动方式主要有:星形——三角形降压启动、定子电路串电组(或电抗器)降压启动、延边三角形降压启动和自耦变压器降压启动等。上述第一、四种启动方法都是较实用的，前者启动转矩减少较多(只有全压启动时的1/3)，后者有抽头可适当调整降压幅度(一般为80%、65%的额定电压)但不允许频繁启动。第二、三种启动方法很少采用，因为电阻上有热能损耗，大功率电抗器体积大成本高，而采用延边三角形启动的笼式电动机又必须专门生产(接线盒引出9根线)，从而限制了这两种方法的实际应用。
三、笼式电动机软启动方法的应用
所谓“软启动”,就是按照预先设定的模式控制启动过程中电压,由一个较低的值平滑地上升到全压,使电机轴上的转矩匀速增加,从而达到启动特性变软。软启动是电子技术与自动控制技术结合的产物，电动机在软启动过程中转矩一般是无级平滑地增加，启动电流平缓，启动过程平稳。通常软启动设备亦能实现软停止，相对的我们可把直接启动(包括前述四种降压启动)叫做“硬启动”，把直接停止电动机运行叫做“硬停止”。硬启动会使被拖动的设备受到机械冲击，对生产工艺产生不良影响进而导致出废次品，所拖动设备如果是较大型的高扬程供水(或排水)的水泵，还会因水流冲击管道产生严重的水锤效应而损坏阀门等设备。故软启动方式以其优越的性能适用于生产工艺不允许硬启动、硬停止或较大型设备或频繁起停的设备以及心网容量不允许有直接启动等情况。现代的软启动设备种类主要有：晶闸管调压软启动器、变频调速器(又叫逆变器)和磁性调压软启动器等。它们通常还具有过载、过流、短路、欠压等保护功能及监测、调整参数、智能化控制和自诊断故障并以代码显示等功能。如：磁控软启动器是利用控磁限幅调压原理,平滑改变启动过程电机定子绕组电压,实现电机无冲击平稳启动,这种方法同时可实现软停车。其特点是结构简单,便于维护,价格低,但其起控电压在200V左右,用户不可调整,也会有电流冲击,体积较大。
变频调速器、晶闸管调压软启动器性能稳定，维护简单，价格昂贵，一般它们是同容量自耦降压启动器价位的1.5-2.5倍，为星形——三角形启动器价位的3倍以上，但它们的售价也在逐年下调，是笼式电动机软启动发展的方向。
软启动更适用于生产设备精密、不允许有冲击的生产设备。严格地讲,启动转矩要求小于额定转矩50%的拖动系统,才适合使用软启动器解决启动冲击问题,对于需重载或满载启动的设备,若采用软启动,不但达不到减小启动电流的目的,反而会增加成本;若操作不当,还有可能烧毁启动器。要满足需重载、满载设备的启动要求,更科学合理的方法是选择绕线式异步电动机或直流电动机。
笼式电动机的起动方法及起动设备在具体选用时应综合考虑其可靠性、前瞻性和经济实用性等诸方面，要取长补短有所侧重，这样才能发挥出笼式电动机的最佳效能，提高生产效率和产品质量。